Свободновихревые насосы (стр. 18 )

Рисунок 7. 5 – Общий вид насоса типа “Wemco”

Рыбницким насосным заводом (Молдова) серийно выпускался консольный горизонтальный свободновихревой насос СДС 80/32 (рис. 7.6). Насос предназначен для перекачивания бытовых, промышленных и сточных вод, других загрязненных жидкостей с плотностью до и температурой до 80 °С. Исполнение насоса соответствует конструктивной схеме “Turo”. Опорой насоса служит кронштейн 1, к фланцу которого крепится корпус 2. Вал 3 насоса установлен в  расточке кронштейна на двух подшипниках. Рабочее колесо 4, которое выполнено в виде диска с прямыми радиальными лопатками, установлено в цилиндрической расточке корпуса и крепится колпачковой гайкой 5. Уплотнение вала обеспечивается сальниковой набивкой 6. Для охлаждения и промывки уплотнения, а также создания гидравлического затвора к узлу сальника подводится техническая вода под давлением, превы­шающим давление перед сальником на 0,03–0,05 МПа. Подшипники насоса смазываются консистентной смазкой. При помощи упругой муфты 7 насос соединяется с электродвигателем. В дальнейшем этот насос был заменен на конструкцию насоса типа СМС.

Рисунок 7.6 – Насос фекальный свободновихревой СДС 80 – 32

Для перекачивания сред с содержанием твердых включений до 6 % (в частности органических веществ) в Германии [35] используются двухступен­чатые насосы типа 2КRСН (рис. 7.7). Первая ступень с рабочим колесом свободновихревого типа 1 служит для перекачивания и гомогенизации транспортируемой среды. Вторая ступень – центробежная с трехканальным РК 2. Ступени соединены между собой переводной трубой 3. Кон­цевое уплотнение 4 сальникового типа с подачей запирающей жидко­сти от постороннего источника. Опорой ротора является самоустанавливающийся роликоподшипник 5 и радиально-упорный шарикоподшипник 6, спаренный на свободном конце вала с цилиндрическим роликоподшипником 7.

Рисунок 7.7 – Двухступенчатый насос типа 2КRСН для разбрызгивания жидкого навоза

На рис. 7.8 приведена конструкция двухступенчатого СВН [52]. Насосная часть крепится к стандартному кронштейну. РК 1 с обеих сторон имеет  по восемь лопаток и закреплено на валу 2. Секции 3 первой и 4 второй ступеней соединены с крышками всасывания 5 и нагнетания 6 шпильками. Всасывающий патрубок расположен по оси, а напорные патрубки каждой ступени направлены тангенциально. Жидкость выходит из первой ступени насоса в кольцевой отвод и далее по переводной трубе 7 направляется на вход во вторую ступень. Концевое уплотнение  8 – сальниковая набивка. Применение данной конструкции обеспечивает хорошую всасывающую способность насоса и увеличение напора.

Рисунок 7.8 – Двухступенчатый свободновихревой насос 

Значительная роль в разработке конструкций насосов свободновихревого типа принадлежит  кафедре ПГМ  СумГУ. Первые работы кафедры  по созданию СВН датируются  70-ми годами прошлого столетия. Среди первых были рабочие проекты по модернизации грунтовых насосов  5 ГруЛ-12 (Q=150 м3/ч, Н=16,5 м, n=985 об/мин)  и  8 Гр-8 (Q=400 м3/ч, Н=32м, n=1450 об/мин) производства Бобруйского машиностроительного завода (Республика Беларусь). В результате перевода этих насосов на конструкцию свободновихревого типа удалось обеспечить их параметры путем использования одного насоса при разных частотах вращения [34]. Конструкция модернизированного насоса ГрC 150-16,5 приведена на рис. 7.9.  Насос свободновихревой горизонтальный с рабочим колесом 1, расположенным в расточке задней стенки корпуса 2, кронштейном 3, корпусом сальника 4, концевым уплотнением 5, валом 6 выполнен на базе грунтового центробежного насоса типа Гр. Наличие свободной камеры 7 обеспечивает хорошую проходимость перекачиваемой среды, которая в меньшей степени соприкасается с лопатками РК. Колесо выполнено в виде диска с прямыми лопатками и изготовлено из износостойкого материала. Данное конструктивное решение обеспечило повышение надежности работы насоса и снизило засоряемость проточной части твердыми абразивными включениями.

Рисунок 7. 9 –  Конструкция грунтового насоса ГрC 150 -16,5

Насос был установлен на ЦОФ «Снежнянская» для перекачивания магнетитовой суспензии плотностью  с = 1900–2000 кг/м3. РК насоса было выполнено из стали 20Х13Л, корпус – из сплава ИЧХ28Н2. Насос работал устойчиво, бесшумно и в процессе его эксплуатации были выявлены места наиболее интенсив­ного износа проточной части. Гидроабразивному износу подверглись диск и лопатки РК, а также корпус в зоне расположения диска колеса. Полученный опыт подтвердил эффективность  использования СВН  для перекачивания антрацитовых шламов и магнитовых суспензий.

Насос 3БМ7–КрС (рис. 7.10) со свободновихревым РК предназначен для перекачивания жидких кормов, а также бытовых и промышленных загрязненных жидкостей с плотностью до 1100 кг/м3. Данная конструкция разработана на базе центробежного  насоса типа БМ.

Рисунок 7. 10 – Конструкция насоса 3БМ7 – КрС

Конструкция насоса выполнена в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 2858. Отвод насоса кольцевого типа, что обеспечивает пропуск крупных включений при  равномерном абразивном износе.

Насос состоит из корпуса 1 и свободновихревого колеса 2, закрепленного на валу при помощи резьбового соединения. Корпус стянут с опорным кронштейном 3 шпильками. Между торцами корпуса и опорного кронштейна установлен корпус уплотнения 4. Вал 5  вращается в подшипниках качения. Уплотнение 6 вала сальникового типа. К узлу уплотнения подается промывочная вода. Для уменьшения осевой силы, действующей на ротор, на наружной стороне  диска РК выполнены радиальные лопатки 7.

Валы насоса и электродвигателя соединены упругой втулочно-пальцевой муфтой с проставкой, позволяющей при эксплуатации демонтировать выемную часть насоса без демонтажа двигателя, корпуса, всасывающего и напорного трубопроводов.

Основной особенностью технологических стоков в металлургическом производстве является наличие в абразивной пульпе твердых крупных включений. Применяемые для этих целей дренажные центробежные насосы часто засоряются, быстро изнашиваются и выходят из строя. Изготовление запчастей фактически проводится ремонтными службами предприятий. Спроектированный на кафедре ПГМ песковый свободновихревой насос ПВПС  63–22,5 (рис. 7.11) позволил частично решить стоящие перед металлургами проблемы. Это подтвердили  испытания насоса на Норильском горно-металлургическом комбинате (Россия).

Рисунок 7.11 – Вертикальный песковый СВН ПВПС 63 – 22,5

Насос ПВПС 63–22,5 вертикальный полупогружной с осевым входом жидкости. На валу 1 закреплено РК 2 с прямыми радиальными лопатками. Межлопаточные каналы колеса перекрыты через один бандажем, позволяющим уменьшить интенсивность износа ниши и передней стенки внутреннего корпуса 3. Для разгрузки осевых сил на обратной стороне диска РК выполнены закрытые наклонные назад  импеллеры. Такая конструкция импеллеров позволяет уменьшить износ бронедиска 4. Проточная часть насоса выполнена из износостойкого чугуна ИЧХ28Н2. Внутренний корпус  заключен в разъемный наружный корпус, состоящий из верхней 5 и нижней 6 частей, уплотненных по разъему резиновым шнуром. Фиксация элементов внутреннего корпуса относительно наружного производится поджимом осевого всасывающего патрубка 7. Наружный корпус насоса крепится к кронштейну, состоящему из корпуса подшипников 8 и стакана 9. Привод насоса осуществляется от фланцевого электродвигателя, крепящегося к корпусу подшипников  через муфту с упругими элементами.

На Норильском горно-металлургическом комбинате  проводились испытания  гаризонтального пескового насоса 8ПС-10 СВ, разработанного взамен центробежных насосов 8ПС-10 и ТХ–280–72. Испытания показали, что при работе на высокоаэрированных жидкостях с абразивными включениями (газосодержание составляло 8–9 %, содержание твердого компонента – 19–20 %)  ресурс  работы насоса повысился в 3,5 – 4,0 раза. Значительное увеличение ресурса насоса было получено и  при испытаниях свободновихревого шламового вертикального насоса  ВШС 160-28 на буровой установке  г. Ноябрьска, который перекачивал буровой раствор. Изготовление насоса по проекту кафедры ПГМ было выполнено на Черемховском машиностроительном заводе (Россия). Насос прошел приемочные испытания и был рекомендован в серийное производство.

Насос СДС 450–95 (рис. 7.12 ) разработан на базе ряда сточномассных насосов типа СМС, применяемых для перекачивания сточных жидкостей и бумажных масс. В конструкции насоса  применена унифицированная опорная стойка 1. Проточная часть выполнена с учетом особенностей перекачиваемой среды и обеспечения высокой экономичности насоса. РК 2 свободновихревого типа, в котором с целью повышения КПД лопатки имеют наклон в направлении, противоположном его вращению. Корпус 3 является опорным. Напорный патрубок направлен вертикально вверх. К корпусу насоса со стороны входа крепится патрубок 4 с люком, предназначенным для прочистки проточного тракта в случае засорения насоса. Вал 5 вращается в подшипниках качения. Для уменьшения осевой силы на РК имеются лопатки 6. Уплотнение вала – сальниковая набивка 7. В зоне уплотнения для предохранения вала от износа установлена защитная втулка 8. Материал основных деталей насоса ( РК, корпус, корпус уплотнения ) – серый чугун СЧ 20. Опытный образец насоса изготовлен и испытан Рыбницким насосным заводом.